کلید اتوماتیک کمپکت چیست | MCCB چیست

تعریف و عملکرد کلید اتوماتیک کامپکت :

کلید اتوماتیک کامپکت یا به طور خلاصه MCCB نوعی از تجهیزات حفاظت الکتریکی هست که می تواند برای رنج وسیعی از ولتاژ و نیز در هردو فرکانس 50 یا 60 هرتز استفاده می شود. تفاوت اصلی بین کلیدهای کامپکت و کلیدهای مینیاتوری این هست که کلید اتوماتیک می تواند رنج جریانی تا 2500 آمپر داشته باشد و تنظیمات تریپ آن به صورت معمول قابل تنظیم است. تفاوت دیگر این است که کلیدهای کامپکت بزرگتر از کلید مینیاتوری می باشد. مانند اکثر کلیدهای قطع کننده مدار ، کلید اتوماتیک کامپکت دارای سه عملکرد اصلی می باشد:

•  
• حفاظت در مقابل اضافه بار : جریان های بالاتر از مقدار نامی که بیشتر از زمانی که برای کارکرد نرمال هست ، طول بکشند.
• حفاظت در مقابل خطاهای الکتریکی : در طول یک خطا مانند اتصال کوتاه و یا خطای خط ، جریان های بسیار بالایی وجود دارد که باید فورا متوقف شوند.
• سوئیچ یک مدار به صورت روشن و خاموش : این کارکرد کلید اتوماتیک کمپکت چندان معمول نیست اما کلیدهای کامپکت می توانند برای این هدف استفاده شود در صورتی که کلید دستی مناسبی برای سوئیچ مدار وجود نداشته باشد.

چون کلیدهای کامپکت دارای رنج جریانی گسترده ای می باشند می توان از این کلیدها برای کاربردهای گسترده ای استفاده کرد. در حال حاضر کلید اتوماتیک کامپکت در رنج های وسیع از مقادیر 15 آمپر تا مقادیر صنعتی بزرگ 2500 آمپر در دسترس هستند ، که این موضوع سبب می شود این کلیدها بتوانند در هر دو حوزه ی توان پایین و توان بالا مورد استفاده قرار گیرند.

مکانیزم کارکرد کلید اتوماتیک کامپکت :

مکانیزم حفاظت به کار رفته توسط MCCB همان اصول فیزیکی استفاده شده در تمام کلیدهای حرارتی و مغناطیسی قطع کننده مدار می باشد.
حفاظت اضافه بار توسط مکانیزم حرارتی صورت می پذیرد. MCCB ها دارای تماس دو فلزی می باشند که در پاسخ به تغییرات دما منبسط می شوند. در شرایط عادی این اتصال اجازه می دهد که جریان در مدار جاری شود. اما به محض اینکه جریان از مقدار تریپ تنظیم شده بیشتر شود نقطه تماس گرم می شود و منبسط می شود و مدار قطع می شود.

این عمل قطع مدار در مقابل اضافه بار با کمی تاخیر صورت می پذیرد که اضافه باری که جز کار عادی مدار می باشد موجب قطع شدن مدار نشود. اما هر اضافه باری که بیش از زمان مورد انتظار طول بکشد نشان از وقوع اضافه بار غیر عادی دارد و کلید اتوماتیک کامپکت مدار را جهت حفاظت تجهیزات و پرسنل قطع می کند.
از طرف دیگر برای محافظت در برابر خطا از القای الکترومغناطیسی استفاده می شود و قطع مدار به صورت آنی صورت می پذیرد. جریان خطا باید به صورت آنی متوقف شود و اهمیتی ندارد که زمان این جریان خطا کوتاه و یا بلند است. هرگاه خطا اتفاق بیفتد جریان بسیار زیاد باعث ایجاد میدان مغناطیسی در سیم پیچی که در قطع کننده وجود دارد می شود ، این القای مغناطیسی سبب تریپ یک کنتاکت می شود و این تریپ جریان را متوقف می کند.

به عنوان مکمل مکانیزم حفاظتی مغناطیسی کلیدهای کامپکت اقدامات دفع قوس داخلی را به منظور تسهیل در عمل وقفه نیز انجام می دهند. مانند همه انواع قطع کننده های مدار کلیدهای MCCB دارای یک سوئیچ قطع می باشد که برای تریپ قطع کننده به صورت دستی استفاده می شود ، که این امکان در مواقعی مورد استفاده قرار می گیرد که بخواهد کارهایی نظیر کار تعمیرات و یا ارتقای تجهیزات صورت پذیرد.

انواع کلید اتوماتیک کامپکت به همراه کاربردهای آنها :

کلیدهای اتوماتیک به دلیل داشتن رنج جریان های بالا می توانند در کاربردهای جریان بالا مورد استفاده قرار گیرند ، تعدادی از کاربردهای معمول استفاده از کلید اتوماتیک به شرح زیر می باشد :
محافظت از فیدر برق اصلی : مدارهای فیدر برقی که به عنوان منبع تغذیه تابلوهای توزیع بزرگ می باشند معمولا جریان های بالا تا صدها آمپر را دارند. علاوه براین اگر در آینده مدارهای بیشتری به سیستم اضافه شوند ممکن است تنظیمات تریپ مورد نیاز باشد بنابراین یک کلید اتوماتیک مورد نیاز خواهد بود.

• حفاظت بانک خازنی : بانک خازنی یک تجهیز بسیار مهم در سیستم های تجاری و صنعتی می باشد به دلیل اینکه می توانند سبب اصلاح ضریب توان و کاهش جریان خط و کاهش هزینه های شرکت برق شود. بانک های خازنی بزرگ ممکن است جریان های بالایی را بکشند و به همین دلیل به محافظت توسط کلید اتوماتیک نیاز دارند.
• محافظت از ژنراتور : ژنراتورهای بزرگ الکتریکی ممکن است جریان های خروجی تا صدها آمپر را فراهم کنند. علاوه بر این مجموعه ژنراتورها معمولا بسیار گران می باشند. رنج جریان های بالای کلید اتوماتیک کمپکت سبب می شوند این ژنراتورها محافظت قابل قبولی داشته باشند.
• کاربردهای جوشکاری : برخی از دستگاه های جوشکاری ممکن است جریان های بسیار بالایی را که از قابلیت قطع کننده های مدار مینیاتوری فراتر است ، بکشند و نیاز به استفاده از کلید اتوماتیک کمپکت دارند.
  کاربردهای جریان پایینی که به قابلیت تنظیم تریپ نیاز دارند : کلیدهای اتوماتیک تنها در کابردهای جریان بالا کاربرد ندارند بلکه مدل هایی با رنج جریان پایین 100 آمپر وجود دارند که در مواقعی که تجهیزات جریان پایین به تریپ قابل تنظیم نیاز داشته باشند مورد استفاده قرار می گیرند.
• محافظت از موتور : ویژگی های حفاظت قابل اطمینان کلیدهای کامپکت موجب شده است که کلیدهای کامپکت انتخاب مناسبی برای حفاظت موتورها باشند.

کلیدهای کامپکت می توانند برای محافظت اضافه بار تنظیم شوند بدون اینکه در زمان جریان هجومی موتور الکتریکی تریپ دهند. به طور خلاصه کلیدهای کامپکت می توانند محافظت مناسبی در برابر رنج جریان های بالا و کاربرد تریپ قابل تنطیم و یا ترکیب هر دو را ارائه دهد.

مشخصات کلید اتوماتیک :

کارخانه های کلید اتوماتیک مشخصات فنی را برای مدل های مختلف کلیدهای اتوماتیک فراهم می کنند که شناخت این مشخصات به منظور انتخاب صحیح کلید اتوماتیک برای هر کاربرد مهم می باشد.

• جریان قالب بندی نامی (Inm) : مقدار ماکزیمم جریانی است که برای هر MCCB طراحی می شود و می تواند مقادیر ابعاد فیزیکی را تعیین کند. جریان قالب بندی نامی مقدار حد بالای رنج جریان تریپ قابل تنظیم را معین می کند.
• ریان نامی (In) : مقدار جریانی که در صورت وجود جریان بالاتر از آن حفاظت اضافه بار صورت می پذیرد. در کلید اتوماتیک قابل تنظیم ، جریان نامی یک رنج قابل تنظیم می باشد به جای اینکه یک مقدار فیکس باشد.
• ولتاژ عایقی نامی (Ui) : ماکزیمم ولتاژی است که یک کلید اتوماتیک کمپکت بر اساس تست های آزمایشگاهی می تواند در برابر آن مقاومت کند. این مقدار به منظور فراهم کردن یک حاشیه ایمن در طول عملکرد ، بالاتر از مقدار ولتاژ کاری نامی می باشد .
• ولتاژ کاری نامی (Ue) : ولتاژ عملکرد پیوسته که برای هر MCCB طراحی شده است . این مقدار به طور معمول معادل یا نزدیک به ولتاژ استاندارد سیستم می باشد.
• ظرفیت جریان اتصال کوتاه کاری (Ics) : بالاترین جریان خطای اتصال کوتاهی که کلید اتوماتیک کمپکت میتواند تریپ دهد به صورت دائمی بدون آنکه آسیب ببیند. در این حالت MCCB بعد از وقفه خطا قابل استفاده مجدد خواهد بود.
• بالاترین ظرفیت جریان اتصال کوتاه (Icu) : جریان اتصال کوتاهی است که کلید تنها یک بار بدون آنکه آسیب ببیند قادر به قطع آن می باشد و برای دفعات بعدی نیاز به تعمیر ، سرویس و یا تعویض دارد.
• عمر مکانیکی کلید کلید اتوماتیک : تعداد دفعاتی است که این تجهیر می تواند به صورت دستی عمل کند قبل از خرابی.
• عمر الکتریکی کلید کلید اتوماتیک : مقدار دفعاتی است که کلید می تواند تریپ دهد قبل از خرابی. درک کافی این موارد امکان انتخاب یک MCCB که بتواند حفاظت مناسبی را برای خطاهای مورد انتظار بر اساس رنج جریان و ولتاژ کاری فارهم نماید.

سایز کلید اتوماتیک کامپکت :

سایز MCCB همیشه بر اساس جریان کاری مورد انتظار و نیز جریان خطا انتخاب می شود ، جنبه های اصلی که باید هنگام انتخاب MCCB در نظر بگیریم موارد زیر می باشد:

• ولتاژ کاری نامی کلید اتوماتیک باید با ولتاژ سیستم مطابقت داشته باشد.
• کلید MCCB باید برای نقطه تریپ مناسب قابل تنظیم باشد که به وسیله جریان کشیده شده توسط بار محاسبه می گردد.
• ظرفیت شکست کلید MCCB باید بالاتر از جریان خطای مورد انتظار در سیستم باشد.

تست کلید اتوماتیک کامپکت :

سه آزمایش اصلی که به عنوان بخشی از فرآیند تعمیر و نگهداری کلید اتوماتیک کمپکت می باشد به شرح زیر است :

• مقاومت عایقی : این فرآیند شامل جدا کردن MCCB و تست عایقی بین فازها و در سراسر ترمینال های بار است. اگر مقادیر عایقی کاهش پیدا کرده باشد و به زیر مقادیر توصیه شده توسط کارخانه سازنده رسیده باشد ممکن است کلید نتواند حفاظت مناسبی را صورت دهد. مقاومت عایقی بر اساس مدل کلید اتوماتیک متفاوت می باشد ، اما برای یک واحد در شرایط مناسب آن در رنج مگا اهم خواهد بود.
• مقاومت کنتاکت ها : این تست مربوط به تست مقاومت کنتاکت های الکتریکی می باشد. مانند تست مقاومت عایقی مقادیر اندازه گیری شده در این تست نیر باید با مقادیر ارائه شده توسط کارخانه مقایسه شود. در شرایط عادی مقاومت کنتاکت ها مقدار خیلی کمی می باشد زیرا باید در شرایط عادی کنتاکت ها جریان کاری را با کمترین اختلاف ولتاژ عبور دهند.
• تست تریپ : این آزمایش شامل شبیه سازی شرایط اضافه بار و نیز خطای اتصال کوتاه می باشد و پاسخ کلید MCCB را در مقابل این خطاها می سنجد. از آن جایی که این آزمایش جریان بالایی را شامل می شود و در نتیجه کلید اتوماتیک گرم می شود باید به عنوان آخرین آزمایش صورت پذیرد در غیر این صورت مقاومت عایقی و مقاومت کنتاکت ها که در دیگر آزمایش ها اندازه گیری می شود ممکن است به دلیل تغییر دما تغییر کرده باشند.

به صورت معمول این آزمایش شامل دو پارت می باشد :

محافظت حراراتی معمولا با ارائه ی یک جریان بزرگ مثلا 300 درصد جریان نامی به کلید MCCB تست می شود. اگر کلید به صورت صحیح تریپ ندهد یعنی محافظت حرارتی شکست خورده است.
محافظت مغناطیسی به وسیله ی پالس های کوتاه یک جریان بسیار بالا تست می شود که خطا را شبیه سازی می کند پالسهای کوتاه به این دلیل استفاده می شوند که خطای الکتریکی بسیار خطرناک است اما از آنجایی که خطای مغناطیسی فوری می باشد میتوان از پالس های کوتاه استفاده کرد.